KR20180121796A - Improved deposits or layers for microporous membranes, improved membranes, improved lithium cell separators, improved cells, improved high-voltage lithium batteries, and related methods - Google Patents

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KR20180121796A
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layer
membrane
improved
separator
deposition
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KR1020187031259A
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Korean (ko)
Inventor
로니 이. 스미스
캐서린 체멜레우스키
샨테 피. 윌리엄스
중칭 마
제임스 엠. 래플리
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셀가드 엘엘씨
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Abstract

적어도 선택된 실시형태에서, 새롭거나 개선된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 전지 분리기, 전지, 고전압 전지, 시스템, 방법, 및/또는 이들의 제조 및/또는 용도와 관련된 방법이 제공되거나 기술된다. 적어도 특정 실시형태에서, 개선된 멤브레인은 전지에서 5볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량, 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성, 개선된 기계적 강도, 도전층, 개선된 부착력, 개선된 코팅 부착력 등을 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다.In at least selected embodiments, methods are provided that relate to new or improved deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, battery separators, batteries, high voltage batteries, systems, methods, and / or their manufacture and / Or described. In at least certain embodiments, the improved membrane may comprise at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer stable to 5 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity, improved wettability and / or adequate moisture retention, improved mechanical strength, conductive layer, improved adhesion, improved coating adhesion, and the like. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved cell separator or cell separator membrane described herein may have at least a conductive deposit layer on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes .

Description

마이크로다공성 멤브레인을 위한 개선된 증착물 또는 층, 개선된 멤브레인, 개선된 리튬 전지 분리기, 개선된 전지, 개선된 고전압 리튬 전지, 및 관련 방법Improved deposits or layers for microporous membranes, improved membranes, improved lithium cell separators, improved cells, improved high-voltage lithium batteries, and related methods

본원은 2016년 3월 29일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/314,656호에 대한 우선권 및 이익을 청구하고, 그 내용 전체가 여기에 참고로 도입된다.This application claims priority to and benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 314,656, filed on March 29, 2016, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

적어도 선택된 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선되거나 최적화된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 복합체 멤브레인, 전지 분리기, 복합체 분리기, 하나 이상의 도전층을 갖는 분리기, 전지, 및/또는 이들의 제조 및/또는 용도와 관련된 방법에 관한 것이다. 적어도 특정 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 전지에서 5볼트 또는 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상(multi-phase) 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정의 다른 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형(ultra-thin) 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있거나, 하나 이상의 코팅 또는 처리물에 의해 피복될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.At least in selected embodiments, the present invention provides a novel, improved or optimized deposition, layer, membrane, porous membrane, microporous membrane, composite membrane, battery separator, composite separator, separator with at least one conductive layer, / RTI > and / or their manufacture and / or use. At least in certain embodiments, the present invention relates to novel or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may comprise at least one multi-phase metal or metal oxide deposition layer stable to 5 volts or 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain other embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using an ultra-thin deposition layer, the energy density of the cell can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved battery separator or battery separator membrane described herein may have a conductive deposit layer at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes , One or more coatings or treatments. According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

세라믹 함유 고분자 코팅의 사용은 리튬이온 전지에 흔히 사용되는 마이크로다공성 멤브레인의 성능을 개선하는 공지된 방법이다. 코팅은 분리기의 일면 또는 양면에 적용될 수 있다. 통상적인 코팅 기술은 팁 코팅, 나이프, 그라비어, 커튼 및 스프레이를 포함하고, 이들 코팅은 두껍고 불균일한 것으로 밝혀졌다. 최근에, 더욱 진보된 증착 기술이 이용되어 균일성을 제공하고 코팅 두께를 2 내지 6 마이크론부터 수 나노미터까지 감소시키고자 하였다. 금속 및 금속 산화물은 원위치(in-situ) 전지 성능을 결정하는데 중요한 결정상을 갖는 분리기에 이득을 제공하는 것으로 생각된다. 예를 들어, 알루미늄 산화물은 그 기계적 강도, 화학적 안정성 및 전기화학 특성으로 인해 많은 세라믹 코팅에 도입되었다. 알루미늄 산화물(알루미나)은 다수의 결정상 또는 동질이상체(polymorph)(α, γ, η, δ, κ, χ 등)에서 발견될 수 있다. 알파상은 열역학적으로 안정하고 화학적으로 불활성하여 고온 적용에 적합한 것으로 밝혀졌다. 다공성 멤브레인에 알루미늄 산화물의 형성은 다양한 기술의 화학적 및 물리적 기상 증착을 이용하여 달성될 수 있다. 500℃ 초과 온도에서 알루미늄 산화물이 이동하는 비결정상 변환은 물리적 기상 증착을 이용해야만 달성될 수 있다. 온도가 증가함에 따라 알루미나의 몇몇 동질이상체가 존재할 수 있다(γ→δ/θ→α). 적절한 특성으로 인해, 순수 α상 알루미늄 산화물은 다공성 필름용 세라믹 코팅에 바람직하였다. 그러나 마이크로다공성 필름, 더욱 구체적으로는 전지 분리기에서 전기화학 및 산화 보호 특성을 달성하기 위해, 순수 α상 알루미늄 산화물의 층은 수 마이크론 두께를 필요로 하여, 종종 일관성 없는 성능 결과를 나타낸다.The use of ceramic-containing polymer coatings is a known method of improving the performance of microporous membranes commonly used in lithium ion batteries. The coating can be applied to one or both sides of the separator. Conventional coating techniques include tip coatings, knives, gravure, curtains and sprays, and these coatings have been found to be thick and non-uniform. More recently, more advanced deposition techniques have been utilized to provide uniformity and to reduce coating thicknesses from 2 to 6 microns to several nanometers. It is believed that the metal and metal oxides provide benefits to the separator having crystalline phases that are critical for determining in-situ cell performance. For example, aluminum oxides have been introduced into many ceramic coatings due to their mechanical strength, chemical stability and electrochemical properties. Aluminum oxide (alumina) can be found in many crystalline or homogeneous polymorphs (alpha, gamma, eta, delta, kappa, xi, etc.). The alpha phase is thermodynamically stable and chemically inert and has been shown to be suitable for high temperature applications. The formation of aluminum oxide on the porous membrane can be achieved using chemical and physical vapor deposition of a variety of techniques. The steady-state transformation in which the aluminum oxide moves at temperatures higher than 500 ° C can only be achieved by using physical vapor deposition. As temperature increases, some homogeneous bodies of alumina may exist (γ → δ / θ → α). Due to the proper properties, pure alpha-phase aluminum oxide is preferred for ceramic coatings for porous films. However, to achieve electrochemical and oxidation protection properties in microporous films, and more specifically in battery separators, layers of pure a-phase aluminum oxide require a few microns in thickness and often exhibit inconsistent performance results.

전지 성능 및 용량의 지속적인 발전과 함께, 개선된 분리기, 예를 들어 더 큰 강도와 더불어, 더 얇은 분리기, 기능화된 분리기 등에 대한 수요가 있다. 또한, 두께 및 전지 성능 사이에서 균형을 맞추도록 코팅의 최종 조성을 개선할 필요가 있을 수 있다.With the continued development of battery performance and capacity, there is a need for improved separators, such as, for example, greater strength, thinner separators, functionalized separators, and the like. It may also be necessary to improve the final composition of the coating to balance between thickness and cell performance.

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에서, 본원 또는 본 발명은 상기 필요 또는 이슈를 처리할 수 있고, 및/또는 새롭거나 개선된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 복합체 멤브레인, 전지 분리기, 복합체 분리기, 하나 이상의 도전층을 갖는 분리기, 전지, 및/또는 이들의 제조 및 용도와 관련된 방법을 제공할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 전지에서 5볼트 또는 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정의 다른 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있거나, 하나 이상의 코팅 또는 처리물에 의해 피복될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.At least for a selected embodiment, aspect or purpose, the present invention or the present invention can address the need or issue and / or can be applied to new or improved deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, composite membranes, , A composite separator, a separator having one or more conductive layers, a battery, and / or methods of manufacture and use thereof. At least in certain embodiments, the present invention relates to novel or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may include at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer that is stable to 5 volts or 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain other embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved battery separator or battery separator membrane described herein may have a conductive deposit layer at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes , One or more coatings or treatments. According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에 따르면, 본원 또는 본 발명은 상기 필요 또는 이슈를 처리할 수 있고, 및/또는 새롭거나 개선되거나 최적화된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 전지 분리기 멤브레인, 전지 분리기, 전지, 셀, 및/또는 이들의 제조 및 용도와 관련된 방법을 제공할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 전지에서 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 적어도 일면에 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정의 다른 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 내산화성 및/또는 기계적 강도를 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전층과 같이 도전성 또는 비-도전성 증착물을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 내산화성 증착층, 내산화성 멤브레인, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.According to at least a selected embodiment, aspect or object, the present invention or the present invention may address the need or issue, and / or may include new or improved or optimized deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, Membrane, cell separator, battery, cell, and / or methods of manufacture and use thereof. At least in certain embodiments, the present invention relates to novel or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may include at least one poly-phase metal or metal oxide deposit layer stable on the battery in at least one side, which is stable up to 7 volts. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain other embodiments, the polyphase deposition layer provides improved oxidation resistance and / or mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved battery separator or battery separator membrane described herein may have a conductive or non-conductive deposit, such as a conductive layer, at least on the side facing the cathode, and in some embodiments, between the polyolefin membranes and / Or may be embedded in the interior. According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an oxidation resistant deposition layer, an oxidation resistant membrane, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에 따르면, 본원 또는 본 발명은 상기 필요 또는 이슈를 처리할 수 있고, 및/또는 다공성 멤브레인에 초박형 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층, 개선된 충전/방전 용량, 우수한 전하 이동, 및 전기화학 셀에서 7볼트까지의 안정성을 제공할 수 있다.According to at least a selected embodiment, aspect or object, the present invention or the present invention is able to address the need or issue and / or to provide a porous membrane with an ultra-thin polyphase metal or metal oxide deposition layer, improved charge / discharge capacity, Transfer, and stability of up to 7 volts in an electrochemical cell.

특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 분리기 멤브레인은 초박형 다상 금속 산화물 증착층을 갖는 마이크로다공성 분리기 멤브레인에 관한 것이고, 여기서 증착층은 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 500 nm 이하의 두께를 갖는다.According to a particular embodiment, the separator membrane described herein is directed to a microporous separator membrane having an ultra-thin polyphase metal oxide deposition layer, wherein the deposition layer has a thickness of 5 m or less, preferably 1 m or less, more preferably 500 nm or less .

적어도 특정 실시형태에서, 여기서 기술된 분리기 멤브레인은 이에 제한되지 않지만, α상 알루미늄 산화물 및 베마이트(boehmite)(또는 뵈마이트 또는 알루미늄 산화물 수산화물(γ-AlO(OH)) 광물, 알루미늄광 또는 보크사이트(bauxite)의 성분)을 포함하는 금속 산화물의 다상을 포함하는 증착층을 포함할 수 있다.At least in certain embodiments, the separator membranes described herein include, but are not limited to, alpha-phase aluminum oxide and boehmite (or boehmite or aluminum oxide hydroxide (gamma -AlO (OH)) minerals, (a component of a metal oxide (bauxite)).

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에 따르면, 본원 또는 본 발명은 상기 필요 또는 이슈를 처리할 수 있고, 및/또는 다공성 멤브레인에 초박형 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 제공할 수 있으며, 초박형 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함할 수 있다.According to at least a selected embodiment, aspect or object, the present invention or the present invention can address the need or issue, and / or can provide an ultra-thin polyphase metal or metal oxide deposit layer to the porous membrane, A layer, a material, or a coating on or on top of at least a portion of the metal oxide deposition layer.

특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 분리기 멤브레인은 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착층을 적어도 일면에 갖는 마이크로다공성 분리기 멤브레인에 관한 것이고, 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함한다.According to a particular embodiment, the separator membrane described herein is directed to a microporous separator membrane having at least one conductive, semi-conductive or non-conductive deposit layer on at least one side thereof, , Semi-conductive or non-conductive deposits, treatments, layers, materials or coatings.

적어도 특정 실시형태에서, 여기서 기술된 분리기 멤브레인은 이에 제한되지 않지만, α상 알루미늄 산화물 및 베마이트(또는 뵈마이트 또는 알루미늄 산화물 수산화물(γ-AlO(OH)) 광물, 알루미늄광 또는 보크사이트의 성분)을 포함하는 금속 산화물의 다상을 포함하는 증착층을 적어도 일면에 포함할 수 있고, 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함할 수 있다.At least in certain embodiments, the separator membranes described herein include, but are not limited to, alpha phase aluminum oxide and boehmite (or a component of boehmite or aluminum oxide hydroxide (gamma -AlO (OH)) mineral, aluminum light or bauxite) And at least one of a conductive, semi-conductive or non-conductive deposition material, a treatment material, a layer, a conductive layer, Materials or coatings.

이차 리튬 전지, 리튬이온 전지 또는 리튬 고분자 전지용 분리기 멤브레인 또는 분리기와 같이, 리튬 전지용 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재에 있는 본 발명의 내산화성 증착층은 적어도 캐소드를 향하는 분리기 멤브레인의 면에 있을 수 있고, 여기서 상기 층은 분리기와 캐소드의 계면에서 초박형일 수 있으며, 고전압 전지 시스템에서 7볼트까지의 전압에서 안정할 수 있고, 및/또는 리튬 전지에서 7볼트까지의 고전압에서 세류(trickle) 충전을 방지할 수 있는 초박형 고 내산화성 마이크로다공성 분리기를 제공할 수 있으며, 및/또는 개선된 충전 용량 및/또는 이동 속도를 제공할 수 있다.The oxidation resistant deposit layer of the present invention in a microporous membrane or substrate for a lithium cell, such as a separator membrane or separator for a lithium secondary battery, a lithium ion battery or a lithium polymer battery, may be at least on the face of the separator membrane facing the cathode, Layer can be ultra-thin at the interface of the separator and the cathode and can be stable at voltages up to 7 volts in high voltage battery systems and / or can prevent trickle charging at high voltages up to 7 volts in a lithium battery It is possible to provide an ultra-thin high oxidation-resistant microporous separator, and / or to provide improved charging capacity and / or speed of movement.

적어도 특정의 선택된 실시형태에 따르면, 본 발명은 산화 보호, 유지되거나 개선된 공극률, 유지되거나 개선된 기계적 강도, 유지되거나 개선된 셧다운 거동, 및/또는 유지되거나 개선된 함수량을 제공하는 초박형 다상 증착물, 층 또는 코팅을 갖는 전지용 분리기에 관한 것이다. 증착물, 층 또는 코팅은 바람직하게는 물리적 기상 증착(PVD), 화학적 기상 증착(CVD), 펄스 레이저 증착(PLD), 원자층 증착(ALD), 또는 초단파 펄스 레이저 증착(USPLD), 대기압 증발 코팅(ECAP), 스퍼터링 및/또는 E-빔을 이용하여 분리기에 적용되고, 더욱 바람직하게는 물리적 기상 증착(PVD), 펄스 레이저 증착(PLD), 초단파 펄스 레이저 증착(USPLD) 등에 의해 적용된다.In accordance with at least certain selected embodiments, the present invention provides an ultra thin polyimide deposition that provides oxidation protection, maintained or improved porosity, maintained or improved mechanical strength, maintained or improved shutdown behavior, and / or maintained or improved moisture content, Layers or coatings. Deposits, layers or coatings are preferably deposited onto a substrate by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), pulsed laser deposition (PLD), atomic layer deposition (ALD), or microwave pulsed laser deposition (USPLD) ECAP), sputtering and / or E-beam, and more preferably by physical vapor deposition (PVD), pulsed laser deposition (PLD), microwave pulse laser deposition (USPLD)

도 1은 5,000× 배율에서 본 발명 실시예 1(EX 1)의 코팅되거나 개질된 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인(미코팅면)의 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 2는 5,000× 배율에서 2 ㎛의 Al2O3으로 코팅된 도 1의 실시예 1 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 코팅면의 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 3은 20,000× 배율에서 2 ㎛ Al2O3으로 코팅된 도 2의 실시예 1 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 코팅 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 4는 1,500× 배율에서 2 ㎛ Al2O3으로 코팅된 실시예 1 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 단면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 5는 10,000× 배율에서 2 ㎛ Al2O3으로 코팅된 도 4의 실시예 1 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 부분 단면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 6은 5,000× 배율에서 20 nm Al2O3으로 코팅된 실시예 2 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 코팅면의 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 7은 20,000× 배율에서 20 nm Al2O3으로 코팅된 도 6의 코팅된 실시예 2 셀가드® 2500 마이크로다공성 멤브레인의 코팅 표면의 주사 전자 현미경 사진(SEM) 이미지를 포함한다.
도 8은 비교예 2(CE2)로서 다른 PVD 생성물과 비교하여, 알파상 Al2O3 및 베마이트의 피크를 나타내는, 2 ㎛의 Al2O3으로 코팅된 실시예 1(EX 1)(흑색 또는 상부 라인)의 XRD 분석 그래프를 포함한다.
도 9는 다른 PVD 생성물(CE1, CE2)과 비교하여, 알파상 Al2O3 및 베마이트의 피크를 나타내는, 2 ㎛의 Al2O3으로 코팅된 실시예 1(EX 1)(흑색 또는 하부 라인)의 FTIR 분석 그래프를 포함한다.
도 10a 및 10b는 각각 예시적인 PVD 처리된 멤브레인 및 PVD 처리물 위에 세라믹 코팅을 갖는 PVD 처리된 멤브레인의 이전 및 이후 표면 이미지이다.
도 11은 도 10b의 예시적인 세라믹 코팅된 PVD 처리된 멤브레인 또는 필름의 개략적인 단부 도면 또는 단면도이다.
도 12a 및 12b는 각각 도 10b의 예시적인 세라믹 코팅된 PVD 처리된 멤브레인 또는 필름의 2,700× 배율 및 20,000× 배율에서의 단면 SEM 이미지이다.
Figure 1 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of the surface of a coated or modified Celgard® 2500 microporous membrane (uncoated side) of Inventive Example 1 (EX 1) at 5,000 × magnification.
Figure 2 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of the surface of the coated surface of the Example 1 Cell Guard 2500 microporous membrane of Figure 1 coated with 2 탆 Al 2 O 3 at 5,000 × magnification.
Figure 3 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of the coated surface of the Example 1 Cell Guard 2500 microporous membrane of Figure 2 coated with 2 탆 Al 2 O 3 at 20,000 × magnification.
Figure 4 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of a cross-section of Example 1 Cell Guard 2500 microporous membrane coated with 2 탆 Al 2 O 3 at 1,500 × magnification.
Figure 5 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of a partial cross-section of the Example 1 Cell Guard 2500 microporous membrane of Figure 4 coated with 2 탆 Al 2 O 3 at 10,000 × magnification.
Figure 6 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of the surface of the coated side of the Example 2 Cell Guard 2500 microporous membrane coated with 20 nm Al 2 O 3 at 5,000 × magnification.
Figure 7 includes a scanning electron micrograph (SEM) image of the coated surface of the coated Example 2 Cell Guard 2500 microporous membrane of Figure 6 coated with 20 nm Al 2 O 3 at 20,000 × magnification.
Figure 8 shows a comparison of Example 1 (Ex 1) coated with 2 탆 Al 2 O 3 , which shows the peak of alpha phase Al 2 O 3 and boehmite, compared to other PVD products as Comparative Example 2 (CE2) Or upper line).
Figure 9 shows a comparison of Example 1 (EX 1) coated with 2 탆 Al 2 O 3 (black or lower), which shows a peak of alpha phase Al 2 O 3 and boehmite compared to other PVD products (CE 1, CE 2) Line). ≪ / RTI >
10A and 10B are front and back surface images of an exemplary PVD treated membrane and a PVD treated membrane having a ceramic coating on the PVD treated surface, respectively.
FIG. 11 is a schematic end view or cross-sectional view of the exemplary ceramic coated PVD treated membrane or film of FIG. 10b.
12A and 12B are cross-sectional SEM images of the exemplary ceramic coated PVD treated membrane or film of Fig. 10B, respectively, at 2,700 x magnification and 20,000 x magnification.

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에서, 본원 또는 본 발명은 상기 필요 또는 이슈를 처리할 수 있고, 및/또는 새롭거나 개선된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 복합체 멤브레인, 전지 분리기, 복합체 분리기, 하나 이상의 도전층을 갖는 분리기, 전지, 및/또는 이들의 제조 및 용도와 관련된 방법을 제공할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 전지에서 5볼트 또는 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정의 다른 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있거나, 하나 이상의 코팅 또는 처리물에 의해 피복될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.At least for a selected embodiment, aspect or purpose, the present invention or the present invention can address the need or issue and / or can be applied to new or improved deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, composite membranes, , A composite separator, a separator having one or more conductive layers, a battery, and / or methods of manufacture and use thereof. At least in certain embodiments, the present invention relates to novel or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may include at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer that is stable to 5 volts or 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain other embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved battery separator or battery separator membrane described herein may have a conductive deposit layer at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes , One or more coatings or treatments. According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

적어도 선택된 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 바람직하게는 전지에서 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 바람직하게 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및 적절한 보습성(적은 수분)을 제공한다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. (바람직하게는 많은 알파상 Al2O3 및 베마이트를 갖거나, 많은 비결정성 함량을 갖는) 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 개선된 절연 파괴 및 개선된 안전성을 가질 수 있다. 도 1-9 참조. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 도 1-5, 8 및 9 참조. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 바람직하게 이용하고, Al2O3, 베마이트 또는 양쪽 모두와 같은 레이저 타깃 재료를 이용하여 높은 알파상 Al2O3 함량, 높은 비결정성 또는 알파상 Al2O3 함량, 높은 알파상 Al2O3 및 베마이트 함량, 고함량의 알파상 Al2O3 및 베마이트, 알파상 Al2O3 및 베마이트 양쪽 모두에 대해 고도의 결정화도 등을 갖는 다상 금속 또는 금속 산화물을 포함하는 증착물을 형성하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 도 1-5, 8 및 9 참조.In at least selected embodiments, the present invention or the present invention relates to new or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may preferably include at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer that is stable up to 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and adequate moisture retention (less moisture). In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphase metal or metal oxide matrix (preferably having many alpha phases, Al 2 O 3 and boehmite, or having a high amorphous content), the membrane has improved impedance / charge transfer, It is possible to have safety. See Figures 1-9. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. See Figures 1-5, 8 and 9. Preferably, the polyphase deposition material utilizes an external energy source, such as a laser, pulsed laser or microwave pulse laser deposition, and uses a laser target material such as Al 2 O 3 , boehmite or both to form a high alpha phase Al 2 O 3 content, high amorphous or alpha phase Al 2 O 3 content, high alpha phase Al 2 O 3 and boehmite content, high alpha phase Al 2 O 3 and boehmite, alpha phase Al 2 O 3 and boehmite A superfine layer of a metal or metal oxide applied to a porous membrane through a deposition technique to form a deposition comprising a polyphase metal or metal oxide having a high degree of crystallinity for all. See Figures 1-5, 8 and 9.

시험 방법Test Methods

FTIR - 16회 반복해서 4000 - 450 cm-1의 파수 범위에 걸쳐 투과 모드에서 샘플을 스캔하였다. 코팅면은 빔을 향하였다.FTIR - The sample was scanned 16 times in the transmission mode over a wavenumber range of 4000 - 450 cm -1 . The coated surface was directed to the beam.

XRD - 0.02의 스텝 크기 및 3초의 체류 시간으로 20 - 45도 2세타의 범위에 걸쳐 샘플을 스캔하였다. 코팅면이 빔을 향하도록 샘플을 준비하였다.The sample was scanned over a range of 20 - 45 degrees 2-decades with a step size of XRD - 0.02 and a residence time of 3 seconds. Samples were prepared so that the coated side was facing the beam.

또한, 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 본 발명의 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 도전성 증착층이고 적어도 캐소드를 향한 면에 있을 수 있으며, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 본 발명의 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 비-도전성 증착층이고 적어도 캐소드를 향한 면에 있을 수 있으며, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장되고, 및/또는 고분자 코팅 또는 세라믹 코팅으로 코팅될 수 있다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 본 발명의 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 도전성 또는 비-도전성 증착층이고 멤브레인의 적어도 일면 또는 양면에 있을 수 있으며, 본원 또는 본 발명은 이러한 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.Also, according to at least certain embodiments, the deposition layer of the inventive battery separator membrane described herein is a conductive deposition layer and may be at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes . According to at least a selected embodiment, the deposition layer of the inventive battery separator membrane described herein is a non-conductive deposition layer and may be at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes And / or may be coated with a polymer coating or a ceramic coating. According to at least certain embodiments, the deposition layer of the battery separator membrane of the present invention described herein is a conductive or non-conductive deposition layer and can be on at least one or both sides of the membrane, and the present or the present invention provides such new or improved porosity Membranes or substrates, separator membranes, separators, composites, electrochemical devices, batteries; Methods of making such membranes or substrates, separators and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, and / or cells.

또한, 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 본 발명의 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 도전성 증착층이고 적어도 애노드를 향한 면에 있을 수 있으며, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장되고, 및/또는 (고분자 바인더가 있거나 없는) 고분자 코팅 또는 세라믹 코팅으로 코팅되는 것과 같이, 하나 이상의 비-도전성 층 또는 코팅으로 피복될 수 있다. 이러한 도전층은 덴드라이트(dendrite), 쇼트(short), 열 및/또는 다른 잠재적 고장 모드를 감지하는 전지 또는 셀 안전 시스템의 일부일 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 본 발명의 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 비-도전성 증착층이고 적어도 애노드를 향한 면에 있을 수 있으며, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장되고, 및/또는 고분자 코팅 또는 세라믹 코팅으로 코팅될 수 있다.Also, according to at least certain embodiments, the deposition layer of the battery separator membrane of the present invention described herein is a conductive deposition layer and may be at least on the side facing the anode, and in some embodiments may be embedded between polyolefin membranes and / And / or may be coated with one or more non-conductive layers or coatings, such as being coated with a polymer coating or a ceramic coating (with or without a polymeric binder). This conductive layer can be part of a cell or cell safety system that detects dendrite, short, heat and / or other potential failure modes. According to at least a selected embodiment, the deposition layer of the battery separator membrane of the present invention described herein is a non-conductive deposition layer and may be at least on the side facing the anode, and in some embodiments may be embedded between and within the polyolefin membranes And / or may be coated with a polymer coating or a ceramic coating.

적어도 선택된 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선되거나 최적화된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 전지 분리기, 전지, 및/또는 이들의 제조 및 용도와 관련된 방법에 관한 것이다. 적어도 특정 실시형태에서, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 및 이러한 멤브레인의 제조 방법에 관한 것이다. 개선된 멤브레인은 전지에서 7볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정의 선택된 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정의 다른 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층과 같이 도전성 또는 비-도전성 증착물을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.At least in selected embodiments, the present invention relates to novel or improved or optimized deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, cell separators, batteries, and / or their manufacture and use. At least in certain embodiments, the present invention relates to novel or improved porous membranes and methods of making such membranes. The improved membrane may comprise at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer that is stable to 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain selected embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain other embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved cell separator or battery separator membrane described herein may have a conductive or non-conductive deposit, such as a conductive deposit layer at least on the face towards the cathode, and in some embodiments, between the polyolefin membranes / RTI > and / or < / RTI > According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

개선된 멤브레인은 전지에서 7볼트까지 안정한 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함한다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량을 제공한다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성을 제공한다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 기계적 강도를 제공한다. 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술된 전지 분리기 멤브레인의 증착층은 도전성 증착층이고 적어도 캐소드를 향한 면에 있을 수 있으며, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.The improved membrane comprises a polyphase metal or metal oxide deposition layer that is stable up to 7 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved wettability and / or adequate moisture retention. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved mechanical strength. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix, the membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the deposition layer of the battery separator membrane described herein is a conductive deposition layer and may be at least on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes. According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, and / or cells.

도면의 도 10a 내지 12b를 참고하고, 하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 도 10a는 도전성 증착물 또는 층(Al)을 갖는 예시적인 PVD 처리된 마이크로다공성 폴리프로필렌(PP) 멤브레인(셀가드® 2500)을 나타내며, 도 10b는 PVD 처리물(Al) 위에 세라믹 코팅(CS)을 갖는 예시적인 PVD 처리된 멤브레인을 나타낸다. 이 실시예에서, 세라믹 코팅(CS)은 (플라스마 예비처리 없이, 그리고 계면활성제 없이, 그라비어 롤로 도포된 수성 슬러리를 이용하여 제조되고 오븐에서 건조되며) 비-도전성이고 하기 표에 나타낸 특성을 갖는 아크릴계 바인더 및 알루미나 입자 세라믹 코팅이다.10A-12B, and in accordance with one exemplary embodiment, FIG. 10A illustrates an exemplary PVD-treated microporous polypropylene (PP) membrane (Celgard® 2500) having a conductive deposition or layer (Al) And Fig. 10b shows an exemplary PVD treated membrane having a ceramic coating (CS) on the PVD treatment (Al). In this embodiment, the ceramic coating (CS) is a non-conductive, non-conductive (non-plasma treated), non-conductive (non-plasma treated, Binder and alumina particle ceramic coating.

[표 1][Table 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

[표 2][Table 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

도 11은 25 ㎛ 수직 또는 두께 치수의 멤브레인, 20 nm Al 증착물 및 4 ㎛의 알루미나 입자를 갖는 세라믹 코팅을 포함하는, 도 10b의 예시적인 세라믹 코팅된 PVD 처리된 멤브레인 또는 필름의 개략적인 단부 도면 또는 단면도이다.11 is a schematic end view of an exemplary ceramic coated PVD treated membrane or film of FIG. 10B, including a 25 um vertical or thickness dimensioned membrane, a 20 nm Al deposition, and a ceramic coating with 4 um alumina particles, or Sectional view.

도 12a 및 12b는 각각 멤브레인, Al 증착물 및 세라믹 코팅층을 나타내는 도 10b의 세라믹 코팅된 PVD 처리된 멤브레인 또는 필름의 2,700× 배율 및 20,000× 배율에서의 단면 SEM 이미지이다.12A and 12B are cross-sectional SEM images of the ceramic coated PVD treated membrane or film of FIG. 10B showing a membrane, an Al vapor deposition and a ceramic coating layer, respectively, at 2,700x magnification and 20,000x magnification.

이러한 세라믹 코팅된 PVD 처리된 멤브레인 또는 필름은 0.03 미만의 파우더 폴(powder fall) 및/또는 100 초과의 코팅 박리력을 갖는 것이 바람직할 수 있다.Such a ceramic coated PVD treated membrane or film may desirably have a powder fall of less than 0.03 and / or a coating peel force of greater than 100.

2017년 1월 26일에 공개된 공동 소유의 미국 공개 특허 출원 제2017/0025658호는 그 내용 전체가 여기서 참고로 도입되고, 예를 들어 특정 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 및/또는 전지의 이용 방법을 기술할 수 있다.Co-owned U.S. Laid-Open Patent Application No. 2017/0025658, published Jan. 26, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes, is incorporated herein by reference for example in the context of a particular porous membrane or substrate, separator membrane, separator, Device, battery; Methods of making such membranes or substrates, separators and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, and / or cells.

본 발명의 적어도 선택된 실시형태에서, 새롭거나 개선된 증착물, 층, 멤브레인, 다공성 멤브레인, 마이크로다공성 멤브레인, 전지 분리기, 전지, 고전압 전지, 시스템, 방법, 및/또는 이들의 제조 및/또는 용도와 관련된 방법이 제공되거나 기술된다. 적어도 특정 실시형태에서, 개선된 멤브레인은 전지에서 5볼트까지 안정한 적어도 하나의 다상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함할 수 있다. 적어도 특정 실시형태에서, 다상 증착층은 개선된 충전/방전 용량, 개선된 습윤성 및/또는 적절한 보습성, 개선된 기계적 강도, 도전층, 개선된 부착력, 개선된 코팅 부착력 등을 제공한다. 멤브레인에 다상 금속 또는 금속 산화물 매트릭스를 증착함으로써, 개질된 멤브레인은 개선된 임피던스/전하 이동, 절연 파괴 및/또는 개선된 안전성을 가질 수 있다. 초박형 증착층을 이용함으로써, 전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 다상 증착물은 바람직하게는 레이저, 펄스 레이저 또는 초단파 펄스 레이저 증착과 같이 외부 에너지원을 이용하는 증착 기술을 통해 다공성 멤브레인에 적용된 금속 또는 금속 산화물의 초박층이다. 적어도 특정 실시형태에 따르면, 여기서 기술되는 개선된 전지 분리기 또는 전지 분리기 멤브레인은 적어도 캐소드를 향한 면에 도전성 증착층을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서 폴리올레핀 멤브레인들 사이 및/또는 내부에 내장될 수 있다. 적어도 선택된 실시형태에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.In at least a selected embodiment of the present invention, the present invention relates to new or improved deposits, layers, membranes, porous membranes, microporous membranes, battery separators, batteries, high voltage batteries, systems, methods, and / Methods are provided or described. In at least certain embodiments, the improved membrane may comprise at least one polyphase metal or metal oxide deposition layer stable to 5 volts in the cell. In at least certain embodiments, the polyphase deposition layer provides improved charge / discharge capacity, improved wettability and / or adequate moisture retention, improved mechanical strength, conductive layer, improved adhesion, improved coating adhesion, and the like. By depositing a multiphasic metal or metal oxide matrix on the membrane, the modified membrane can have improved impedance / charge transfer, dielectric breakdown, and / or improved safety. By using the ultra-thin deposition layer, the energy density of the battery can be increased. The polyphase deposition material is preferably a super thin layer of metal or metal oxide applied to the porous membrane through a deposition technique using an external energy source such as laser, pulsed laser or microwave pulsed laser deposition. According to at least certain embodiments, the improved cell separator or cell separator membrane described herein may have at least a conductive deposit layer on the side facing the cathode, and in some embodiments may be embedded between and / or within the polyolefin membranes . According to at least a selected embodiment, the present invention provides a novel or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, and / or cells.

적어도 선택된 실시형태, 측면 또는 목적에 따르면, 본원 또는 본 발명은 새롭거나 개선된 다공성 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀, 시스템; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기 멤브레인, 분리기, 복합체, 전기화학 장치, 전지, 셀 또는 시스템을 포함하는 차량, 제품 또는 장치; 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀, 시스템 및/또는 전지의 제조 방법; 및/또는 이러한 멤브레인 또는 기재, 분리기, 셀, 시스템 및/또는 전지의 이용 방법에 관한 것이다.According to at least a selected embodiment, aspect or object, the present invention provides a new or improved porous membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a system, A vehicle, a product or an apparatus comprising such a membrane or substrate, a separator membrane, a separator, a composite, an electrochemical device, a cell, a cell or a system; Methods of making such membranes or substrates, separators, cells, systems and / or cells; And / or methods of using such membranes or substrates, separators, cells, systems and / or cells.

본 발명은 그 정신 및 본질적인 속성을 벗어나지 않고 다른 형태로 구현될 수 있고, 따라서 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 상술한 명세서보다는 오히려, 첨부된 청구범위를 참고해야 한다. 부가적으로, 여기서 예시적으로 개시된 본 발명은 여기서 구체적으로 개시되지 않은 어떠한 요소 없이도 적절하게 실시될 수 있다.The present invention may be embodied in other forms without departing from the spirit or essential attributes thereof, and accordingly, the appended claims should be considered as illustrative of the scope of the invention, rather than the foregoing specification. Additionally, the invention exemplarily disclosed herein may be suitably practiced without any elements not specifically disclosed herein.

Claims (48)

고분자 다공성 멤브레인의 적어도 일면에 다결정상 금속 및/또는 금속 산화물의 층을 포함하고, 상기 층은 증착 방법 또는 기술로 적용되는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.A microporous membrane or substrate comprising a layer of polycrystalline metal and / or metal oxide on at least one side of a polymeric porous membrane, said layer being applied by a deposition method or technique. 제1항에 있어서,
상기 증착 방법 또는 기술은 기상 증착 방법 또는 레이저 증착 방법인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The deposition method or technique is a vapor deposition method or a laser deposition method, which is a microporous membrane or substrate.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 전기화학 장치의 구성요소인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The membrane is a component of an electrochemical device, a microporous membrane or substrate.
제1항에 있어서,
멤브레인은 커패시터의 구성요소인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The membrane is a component of a micro-porous membrane or substrate.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 슈퍼 커패시터 또는 이중층 커패시터의 구성요소인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a component of a supercapacitor or a bilayer capacitor.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a battery separator.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 리튬 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a lithium cell separator.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 일차 또는 이차 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a primary or secondary cell separator.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 리튬 일차 또는 이차 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a lithium primary or secondary cell separator.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 7.0 볼트 또는 7.0 볼트까지의 셀 전압을 갖는 리튬이온 전지에서 산화에 대해 안정한 리튬 이차 전지 분리기이고, 셀 전압은 리튬이온 전지에서 두 전극 사이의 전위차의 측정값인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a lithium secondary battery separator stable for oxidation in a lithium ion cell having a cell voltage of up to 7.0 volts or 7.0 volts and wherein the cell voltage is a measure of the potential difference between the two electrodes in a lithium ion battery.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 5.2 볼트 또는 5.2 볼트까지 또는 그 이상의 셀 전압을 갖는 리튬이온 전지에서 산화에 대해 안정한 리튬 이차 전지 분리기이고, 셀 전압은 리튬이온 전지에서 두 전극 사이의 전위차의 측정값인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a lithium secondary cell separator that is stable to oxidation in a lithium ion cell having cell voltages of up to 5.2 volts or 5.2 volts or higher and the cell voltage is a microporous membrane or a microporous membrane that is a measure of the potential difference between two electrodes in a lithium ion cell, materials.
제1항에 있어서,
상기 증착 방법 또는 기술은 물리적 기상 증착, 원자층 증착, 화학적 기상 증착, 스퍼터링, 레이저 플라스마를 포함하는 군에서 선택되는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The deposition method or technique is selected from the group consisting of physical vapor deposition, atomic layer deposition, chemical vapor deposition, sputtering, laser plasma, or a microporous membrane or substrate.
제1항에 있어서,
상기 층에서 불활성 금속 원소를 추가로 포함하고, 상기 불활성 금속 원소는 금, 백금 및 이들의 혼합물을 포함하는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the inert metal element further comprises an inert metal element in the layer, wherein the inert metal element comprises gold, platinum and mixtures thereof.
제1항에 있어서,
상기 층에서 반응성 금속 원소를 추가로 포함하고, 상기 반응성 금속 원소는 알루미늄, 니켈, 구리 및 이들의 혼합물을 포함하는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the reactive metal element further comprises a reactive metal element in the layer, wherein the reactive metal element comprises aluminum, nickel, copper, and mixtures thereof.
제1항에 있어서,
상기 금속 산화물은 알루미늄 산화물(Al2O3), 베마이트 AlO(OH), 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 전이금속의 산화물 및 이들의 혼합물을 포함하는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The metal oxide is aluminum oxide (Al 2 O 3), boehmite AlO (OH), silicon oxide, titanium oxide, transition metal oxide and a micro porous membrane substrate or mixtures thereof.
제1항에 있어서,
고분자 다공성 멤브레인은 폴리올레핀, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 직포 섬유 및/또는 부직포 섬유를 포함하는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The polymeric porous membrane is a microporous membrane or substrate comprising polyolefin, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene terephthalate (PET), woven fibers and / or nonwoven fibers.
제1항에 있어서,
멤브레인 또는 기재는 건식 공정, 습식 공정, 입자 연신 공정, 이축 연신 폴리프로필렌(BOPP) 공정, 베타 핵생성 이축 연신 폴리프로필렌(BN-BOPP) 공정, 부직포 멤브레인 공정 또는 이들의 조합을 이용하여 제조된 단층 또는 다층 멤브레인 또는 기재인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
The membrane or substrate may be a single layer formed using a dry process, a wet process, a particle elongation process, a biaxially oriented polypropylene (BOPP) process, a beta-nucleated biaxially oriented polypropylene (BN-BOPP) process, Or a microporous membrane or substrate that is a multilayer membrane or substrate.
제7항에 있어서,
상기 층은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Said layer being on the side of the separator facing the cathode.
제7항에 있어서,
상기 층은 분리기의 양면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Said layer being on either side of the separator.
제7항에 있어서,
상기 층은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Said layer being on the side of the separator facing the anode.
제7항에 있어서,
상기 층은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있고, 세라믹 코팅은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
The layer being on the side of the separator facing the cathode and the ceramic coating being on the side of the separator facing the anode.
제7항에 있어서,
상기 층은 분리기의 양면에 있고, 세라믹 코팅은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있는 상기 층의 상부에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on both sides of the separator and the ceramic coating is on top of the layer on the side of the separator facing the anode.
제7항에 있어서,
상기 층은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있고, 세라믹 코팅은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있는 상기 층의 상부에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on the face of the separator facing the anode and the ceramic coating is on top of the layer on the face of the separator facing the anode.
제7항에 있어서,
상기 층은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있고, 세라믹 코팅은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있는 상기 층의 상부에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on the face of the separator facing the cathode and the ceramic coating is on top of the layer on the face of the separator facing the cathode.
제7항에 있어서,
상기 층은 분리기의 양면에 있고, 세라믹 코팅은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있는 상기 층의 상부에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on both sides of the separator and the ceramic coating is on top of the layer on the side of the separator facing the cathode.
제7항에 있어서,
상기 층은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있고, 세라믹 코팅은 고분자 다공성 멤브레인 또는 기재의 다른 면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on the face of the separator facing the anode and the ceramic coating is on the polymer porous membrane or on the other side of the substrate.
제7항에 있어서,
상기 층은 캐소드를 향하는 분리기의 면에 있고, 제1세라믹 코팅은 캐소드를 향하는 고분자 다공성 멤브레인 또는 분리기의 면에 있는 상기 층의 상부에 있으며, 제2세라믹 코팅은 애노드를 향하는 고분자 다공성 멤브레인 또는 분리기의 다른 면에 적용되는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
The layer is on the face of the separator facing the cathode and the first ceramic coating is on top of the polymeric porous membrane facing the cathode or on the face of the separator and the second ceramic coating is on the side of the polymeric porous membrane or separator A microporous membrane or substrate applied to the other side.
제7항에 있어서,
상기 층은 분리기의 양면에 있고, 세라믹 코팅은 양쪽 층의 상부에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on both sides of the separator and the ceramic coating is on top of both layers.
제7항에 있어서,
상기 층은 애노드를 향하는 분리기의 면에 있고, 제1세라믹 코팅은 상기 층의 상부에 있으며, 제2세라믹 코팅은 캐소드를 향하는 분리기의 다른 면에 있는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the layer is on the face of the separator facing the anode, the first ceramic coating is on top of the layer, and the second ceramic coating is on the other side of the separator facing the cathode.
제7항에 있어서,
금속 및/또는 금속 산화물은 반응성 금속 원소를 포함하고, 상기 반응성 금속 원소는 알루미늄, 니켈, 구리 및 이들의 혼합물을 포함하며, 상기 반응성 금속 원소는 부분적으로 또는 완전히 불활성 재료로 전환되는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
Wherein the metal and / or metal oxide comprises a reactive metal element, wherein the reactive metal element comprises aluminum, nickel, copper, and mixtures thereof, the reactive metal element being a microporous membrane that is partially or completely converted to an inert material, or materials.
제7항에 있어서,
마이크로다공성 멤브레인 또는 기재는 용매 및 리튬 염을 포함하는 전해질을 갖는 리튬 전지의 일부인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
8. The method of claim 7,
A microporous membrane or substrate is a part of a lithium cell having an electrolyte comprising a solvent and a lithium salt.
제31항에 있어서,
리튬 염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 포함하는 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
32. The method of claim 31,
The lithium salt comprises lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ).
제1항에 따른 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재를 포함하는 일차 또는 이차 전지.A primary or secondary cell comprising the microporous membrane or substrate according to claim 1. 멤브레인 또는 기재에 금속 및/또는 금속 산화물의 다결정상층을 하나 이상 증착하는 방법으로서: 레이저 증착, 펄스 레이저 증착, 초단파 펄스 레이저 증착, 진공 증착, 물리적 기상 증착, 원자층 증착, 화학적 기상 증착 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 증착 방법을 이용하는 단계; 및 멤브레인 또는 기재에 금속 및/또는 금속 산화물의 다결정상층을 적어도 하나 증착하는 단계를 포함하는 방법.Methods of depositing at least one polycrystalline layer of metal and / or metal oxide on a membrane or substrate include: laser deposition, pulsed laser deposition, microwave pulse laser deposition, vacuum deposition, physical vapor deposition, atomic layer deposition, chemical vapor deposition, Using a deposition method selected from the group consisting of combinations; And depositing at least one polycrystalline layer of metal and / or metal oxide on the membrane or substrate. 제34항에 있어서,
적어도 하나의 증착된 층은 3 마이크론 미만의 전체 두께를 갖는 방법.
35. The method of claim 34,
Wherein the at least one deposited layer has a total thickness of less than 3 microns.
제34항에 있어서,
적어도 하나의 증착된 층은 마이크로다공성 멤브레인에 2 ㎛ 미만의 두께를 갖는 방법.
35. The method of claim 34,
Wherein the at least one deposited layer has a thickness of less than 2 占 퐉 in the microporous membrane.
제34항에 있어서,
적어도 하나의 증착된 층은 1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 방법.
35. The method of claim 34,
Wherein the at least one deposited layer has a thickness of less than 1 [mu] m.
제34항에 있어서,
적어도 하나의 증착된 층은 0.1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 방법.
35. The method of claim 34,
Wherein the at least one deposited layer has a thickness of less than 0.1 [mu] m.
제34항에 있어서,
적어도 하나의 증착된 층은 0.05 ㎛ 미만의 두께를 갖는 방법.
35. The method of claim 34,
Wherein the at least one deposited layer has a thickness of less than 0.05 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 Li/Li+ 기준 전극 대비 7.2 볼트까지 또는 그 이상의 양극 전위를 갖는 리튬이온 전지에서 산화에 대해 안정한 리튬 이차 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein the membrane is a lithium secondary battery separator that is stable to oxidation in a lithium ion cell having a positive electrode potential of up to 7.2 volts or more relative to a Li / Li + reference electrode.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 Li/Li+ 기준 전극 대비 5.4 볼트까지 또는 그 이상의 양극 전위를 갖는 리튬이온 전지에서 산화에 대해 안정한 리튬 이차 전지 분리기인 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
The method according to claim 1,
Wherein said membrane is a lithium secondary battery separator stable to oxidation in a lithium ion cell having a positive electrode potential of up to 5.4 volts or more relative to a Li / Li + reference electrode.
멤브레인에 도전성 무기층을 갖는 고분자 다공성 멤브레인을 포함하고, 도전성 무기층은 금속 및/또는 금속 산화물의 다결정상층을 포함하는 도전성 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.A conductive microporous membrane or substrate comprising a polymeric porous membrane having a conductive inorganic layer on the membrane, wherein the conductive inorganic layer comprises a polycrystalline layer of metal and / or metal oxide. 제42항에 있어서,
도전성 무기재료의 층은 고분자 다공성 멤브레인의 적어도 일면에 있는 도전성 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
43. The method of claim 42,
Wherein the layer of conductive inorganic material is on at least one side of the polymeric porous membrane.
제42항에 있어서,
도전성 무기재료의 층은 고분자 다공성 멤브레인의 적어도 일면에 있고, 상기 층은 진공 및/또는 기상 증착층인 도전성 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
43. The method of claim 42,
Wherein the layer of conductive inorganic material is on at least one side of the polymeric porous membrane and the layer is a vacuum and / or vapor deposition layer.
제42항에 있어서,
고분자 다공성 멤브레인은 폴리올레핀, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 직포 섬유, 부직포 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 마이크로다공성 멤브레인 또는 기재.
43. The method of claim 42,
The polymeric porous membrane is a conductive microporous membrane or substrate comprising polyolefin, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene terephthalate (PET), woven fabric, nonwoven fabric or a mixture thereof.
다공성 멤브레인에 초박형 다결정상 금속 또는 금속 산화물 증착층을 포함하고, 초박형 다결정상 금속 또는 금속 산화물 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함하는 전지 분리기.A cell comprising an ultra-thin polycrystalline metal or metal oxide deposition layer on a porous membrane, wherein the cell comprises one or more deposits, treatments, layers, materials or coatings on or on at least a portion of the ultra-thin polycrystalline metal or metal oxide deposit layer Separator. 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착층을 적어도 일면에 포함하고, 상기 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함하는 전지 분리기 멤브레인.Conductive, or non-conductive deposition layer on at least a portion of at least a portion of the deposition layer, wherein at least one of a conductive, semi-conductive or non-conductive deposition material, A battery separator membrane comprising a coating. α상 알루미늄 산화물 및/또는 베마이트를 포함하는 금속 산화물의 다상을 포함하는 증착층을 적어도 일면에 포함하고, 상기 증착층의 적어도 일부의 상부에 또는 그 위에 하나 이상의 도전성, 반-도전성 또는 비-도전성 증착물, 처리물, 층, 재료 또는 코팅을 포함하는 전지 분리기 멤브레인.at least one surface of a deposition layer comprising a polyphase of a metal oxide comprising an alpha-phase aluminum oxide and / or a boehmite, wherein at least one conductive, semi-conductive or non- A battery separator membrane comprising a conductive deposit, a treated material, a layer, a material or a coating.
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